Жидкое стекло для бетонных растворов

Бетоны на жидком стекле могут быть легкими (средняя плотность до 2000 кг/м3) и тяжелыми (средняя плотность свыше 2000 кг/м3). Они приго­тавливаются на основе жидкостекольного связующего, минерального на­полнителя и различных заполнителей.

В качестве жидкостекольного вяжущего применяют растворимое стекло, представляющее собой натриевый (Na20×nSi02) или калиевый (K20×nSi02) силикаты, где n = 2,5 — 4 — модуль стекла. Растворимое стекло получают из смеси кварцевого песка с содой (Na2С03) или сульфатом натрия (Na2S04) — для на­триевого жидкого стекла, или с поташом (К2С03) — для калиевого.

В стекловаренных печах получают расплавленную стекломассу, кото­рую из печи для быстрого охлаждения выгружают в вагонетки. При этом об­разуются стекловатые куски, которые принято называть «силикат-глыбой». Растворение силикат-глыбы производят водяным паром в автоклаве при давления 0,5-0,6 МПа и температуре около +150 °С.

Товарное жидкое стекло содержит 50-70 % воды и имеет плотность 1300-1500 кг/м3.

Кроме того, в твердении жидкого стекла принимает участие и углеки­слота воздуха. Углекислота нейтрализует едкую натриевую или калиевую щелочь, которая образуется в растворе при гидролизе и способст­вует коагуляции кремнекислоты, а также более быстрому затвердеванию жидкого стекла. При этом происходит выделение и высыхание (довольно медленно) аморфного кремнезема.

Однако глубина проникания углекислоты воздуха сравнительно неве­лика и положительное ее действие наблюдается только на поверхности. Поэтому для хранения используют обычные пластиковые канистры. Образующаяся стекловидная пленка на поверхности жидкого стекла предотвращает дальнейшее стеклование вглубь консистенции на длительное время.

Твердение растворимого стекла существенно ускоряется при повыше­нии температуры, а также при введении веществ, ускоряющих гидролиз и выпадение геля кремниевой кислоты (катализаторов, например, кремнеф­тористого натрия Na2SiF6).

Натриевое жидкое стекло используют для изготовления кислотоупор­ных, жароупорных и огнеупорных бетонов, огнезащитных обмазок и сили­катизации грунтов. Калиевое жидкое стекло применяют для приготовления силикатных красок, мастик и кислотоупорных растворов и бетонов.

Основной компонент материала — силикат натрия, отличающийся влагостойкостью. На вид похож на белые либо прозрачные бесцветные кристаллы, обладает некоторой сыпучестью, однако производители фасуют слегка увлажненный материал.

Состав затвердевает в результате химической реакции при взаимодействии с углекислым газом, при застывании образует аморфный оксид кремния.

Главной особенностью этого материала является увеличение гидроизоляционных свойств обработанной поверхности. Это связано с тем, что вязкое вещество, попадая в мельчайшие поры конструкции, способно образовать прочную пленку. Закупорка трещин приводит к образованию гидробарьера, благодаря которому влага не может попасть внутрь постройки и разрушить ее.

Основная сфера применения жидкого стекла в связи с его качественными характеристиками — устройство фундаментов из бетона и чаш бассейнов.

Плюсы и минусы использования

К достоинствам состава относятся:

1. Повышенные показатели сил адгезии. Стекло имеет высокую скорость схватывания с поверхностью.
2. Формирование прочной пленки. При нанесении материала на поверхность образующаяся пленка обладает водонепроницаемостью и прочностью. Целостность структуры способствует заполнению всех неровностей бетона.
3. Хорошая текучесть. Применение пластификаторов способствует увеличению вязкости вещества и позволяет проникать в трещины конструкции.
4. Экономичность. Для приготовления смеси достаточно небольшого количества ингредиентов.
5. Доступная цена. При наличии высоких качественных характеристик приготовление жидкого стекла является относительно незатратным процессом.

Несмотря на ряд достоинств, это вещество имеет свои недостатки, в числе которых:

1. Ограниченная область использования. Кроме бетонных и деревянных поверхностей состав нигде больше не применяется, кроме того, обработке подвержены только доступные поверхности.
2. Невозможность применения в качестве самостоятельного материала. Само по себе вещество применяться не может из-за повышенной хрупкости после затвердевания, поэтому его добавляют как компонент в бетонную смесь.
3. Сложность нанесения. В связи с ускоренным процессом застывания (примерно до 5-6 минут) материал следует использовать мгновенно, иначе он станет бесполезным.

При приготовлении состава необходимо учитывать скорость застывания и стараться не превышать предельно допустимую концентрацию жидкого стекла. В противном случае может сильно снизиться качество бетона.

Особенности использования силикатов при создании бетонных конструкций

Подвижность бетонных смесей.

При работе с жидким стеклом нужно помнить, что это вязкое вещество, хорошо растворимое в воде. Добавляя его в цемент, всегда учитывайте быструю скорость схватывания смеси. Опытные строители рекомендуют вначале ввести добавку в воду, а затем с помощью электрической или механической мешалки произвести перемешивание полученной жидкости и сухих компонентов раствора. Следует помнить и о пропорции, которую следует соблюдать при составлении цементной смеси. Цементный раствор, в котором жидкое стекло не превышает 10-20% от массы цемента, достаточно быстро схватывается. Поэтому лучше всего готовить его небольшими порциями. При 50% содержания силикатов в цементном растворе схватывание смеси происходит за считаные минуты.

Однако использование этого раствора оправдано для устранения течей в гидросооружениях частного или общественного пользования. Количество жидкого стекла влияет на скорость устранения аварии. Причем подобные мероприятия актуальны для быстрого устранения трещин, через которые сочится или протекает влага. Качество «заплатки» зависит и от состава цементной смеси, и от глубины трещины, и от температурных характеристик, сопутствующих ремонтным работам. Масса примеров успешного устранения подобных аварий только подтверждает оправданность использования силикатного клея в подобных ситуациях.

Классы и марки бетона.

Вне зависимости от того, для чего вы используете цементный раствор с жидким стеклом, вам потребуются следующие инструменты:

1. Емкость для раствора — это может быть ведро или тазик. В нем вы сможете смешать необходимые компоненты до нужных пропорций.
2. Мешалка — для смешивания раствора вы можете приобрести специальную насадку на дрель или перфоратор. Она поможет быстро перемешать компоненты смеси и незамедлительно приступить к работе.
3. Шпатель — для нанесения и распределения цементной смеси на рабочей поверхности.
4. Строительный уровень — понадобится для создания ровных и геометрически правильных строительных конструкций с использованием цементного раствора с жидким стеклом.

Все работы следует выполнять с соблюдением правил техники безопасности. Работать нужно в перчатках. При попадании силикатов или растворов, их содержащих, на слизистую, необходимо немедленно промыть пораженный орган большим количеством воды и доставить пострадавшего в место, где ему будет оказана профессиональная медицинская помощь. Для различных нужд существуют разные пропорции смешивания компонентов цементного раствора. Жидкое стекло выступает в нем в качестве вспомогательного реагента.

Состав кислотоупорного бетона и производство

Для приготовления кислотоупорного бетона в качестве связующего применяются такие вещества, как фурфурол-ацетоновая, полиэфирная, фурано-эпоксидная смола, жидкое стекло. Для затвердения используют полиэтиленполиамин, бензолсульфокислоту, кремнефтористый натрий.

Как заполнитель в кислотоупорном бетоне используют щебень гранитный (крупный), песок кварцевый (мелкий), муку минеральную, диабаз (тонкомолотый). При этом фракция крупного заполнителя не должна превышать четверти расстояния между арматурой, в случаях, если конструкции из такого бетона необходимо армировать.

Изготовление бетонных смесей, стойких к влиянию агрессивной среды, производится в бетономешалках. Свойства таких смесей должны соответсвовать ГОСТ 7473-85. Для придания формы бетонным блокам применяется опалубка из стальных изделий. При этом должны соблюдаться условия для твердения изготовленных форм из бетона: температура выше 18 градусов по Цельсию и относительная влажность 70% в течение 30 суток.

После изготовления кислотоупорный бетон проверяют на плотность, прочность при сжатии, линейную усадку, водопоглощение, термостойкость, теплопроводность, морозостойкость, горючесть и ударную вязкость.

Бетон на жидком стекле

Наиболее широко применяются кислотостойкие бетоны, при приготовлении которых используется жидкое стекло. Они отличаются наибольшей стойкостью к концентрированным кислотам: серной, азотной, соляной. После реакции с такими кислотами высокой концентрации прочность и плотность бетона может увеличиваться. Но при этом, в среде, в которой используются кислоты низкой концентрации, бетон на жидком стекле малостоек из-за повышения рыхлости наполнителя, что ухудшает физико-химические свойства материала. Жидкие щелочи вызывают корродирование кислотоупорных бетонов.

Компоненты. Для лучшей способности сопротивления агрессивной среде необходимо использовать жидкое стекло в бетонной смеси не более 3%. При приготовлении бетона на жидком стекле необходимо предварительное смешивание жидкого стекла с водой в пропорции 250 мл силикатного клея на 10 л воды, после чего следует добавить воду в бетонную смесь.

Изготовление химически стойкого бетона

Для приготовления бетона используют жидкое стекло с содержанием натрия или калия. Наполнителем чаще всего служит диабазовая мука, песок, а также гранитный щебень нескольких размерных фракций.

При приготовлении тонкомолотый и мелкий наполнитель перемешивают щебнем, далее заливают жидким стеклом. В связи с быстрым затвердеванием смеси объем ее изготовления, как правило, составляет не более требуемого для применения.

Использование мелкого и тонкомолотого наполнителя в комплексе с крупным обеспечивает плотное заполнение пустот. Этим достигается лучшая сопротивляемость к воздействию агрессивной среды и воды.

Применение жаропрочного бетона

В состав жаропрочного бетона входят специальные добавки и смеси, которые придают материалу значительную прочность при воздействии высоких температур.

В процессе эксплуатации огнеупорный бетон приобретает еще большую устойчивость к нагреву. Большим плюсом является тот факт, что жаропрочный бетон не требует дорогостоящего специального обжига, потому широко используется в строительстве.

По принципу работы он не отличается от обычного бетона и может гарантировать полную безопасность и защиту вашей конструкции от перегрева. К тому же, огнеупорный бетон может применяться как термоизоляционный материал.

В зависимости от области применения разделяют ячеистый, легкий или плотный бетон. Легким материал считается, когда в высушенном состоянии его вес не более 1500 кг/м3. К базовому сырью из шлакопортландцемента, портландцемента, глиноземистого цемента или жидкого стекла добавляются тонкомолотые примеси, вроде боя шамотного кирпича, кускового шамота, пемзы, боя магнезитового кирпича, андезита и других. Добавки способствуют затвердеванию огнеупорного бетона и формируют его огнеупорные качества.

Огнеупорные бетоны на фосфатной и силикатной связке

Существуют так называемый специальный огнеупорный бетон. Это когда помимо глиноземисто-цементной связки в его состав добавляют силикатную или фостфатную основу. Огнеупорный бетон на фосфатной связке лучше схватывается с другими огнеупорами, быстрее твердеет и имеет более высокую прочность в сравнении с бетоном на глиноземистом цементе. Отвердитлем выступает цемент, тальк, окись магния. Наполнителем служат высокотемпературные материалы: корунд, бой корундовых и высокоглиноземистых огнеупоров, хромиты и хромомагнезиты.

Огнеупорные бетоны на силикатной связке применяют в условиях кислотной среды. Для увеличения твердости добавляют силиката натрия, кремнефтористый натрий, фосфаты.

Заполнителем служит кварцевый песок, высококремнеземистый шамот. Благодаря повышенной устойчивости к кислотам огнеупорный бетон на силикатной связке принято использовать для дымохода в травильных ваннах, баках, футеровки труб.

Если вы решили построить из жаропрочного бетона мангал, камин или печь в доме своими руками, то с целью экономии при строительстве это можно легко сделать своими руками. Для этого используют готовую сухую смесь или смешивают ингредиенты по специальной технологии, схожей с приготовлением обычного бетона.

Технология изготовления жаропрочного бетона делится на два вида: если конструкция будет подвергаться влаге, не добавляйте жидкое стекло, если среда кислая и агрессивная не используйте портландцемент.

Определите площадку для работы, убедитесь в доступности воды и чистоте инструментов.

Изготовление огнеупорного бетона

В стандартный состав огнеупорного бетона входят: песок, гравий, гашеная известь, жаропрочный цемент. В пропорциях соответственно 3:2:2:0,5. Чистой фильтрованой воды требуется 7,7 л для 22,5 кг смеси. Лопатой как следует смешайте песок и гравий в тачке или используйте бетономешалку.

Затем заливайте смесь водой, пока она не наберет нужную консистенцию. Перенесите смесь в готовую форму или отливку, разровняйте поверхность шпателем и удалите лишний бетон. Чем быстрее вы будете работать, тем плотнее будет раствор.

Чтобы убрать пустоты и избавиться от пузырьков воздуха в огнеупорной смеси примените перфоратор или воспользуйтесь отбойным молотком. В деревянную часть формы вставьте сверло и работайте в течении одной минуты. Далее готовую смесь необходимо накрыть пленкой и оставить на пару дней, изредка сбрызгивая водой. Готовый огнеупорный блок перенесите в помещение и оставьте на 25 дней.

Чтобы сделать отливки можно воспользоваться фанерой. Для легкого извлечения огнеупорного блока на дно формы укладывают полиэтилен, или в лучшем случае смазанный жиром силикон, который не будет препятствовать испарению воды с поверхности блока.

Где находит применение жидкое стекло?

Вот несколько распространенных вариантов применения материала:

1. Укрепление слабых грунтов – жидкое стекло нагнетается инъекторами в грунт под давление 3-6 атм. Называется данный процесс силикатизацией. Его используют для закрепления пылеватых мелких песков, плывунов, для защиты котлованов от грунтовых вод и т.д. В частном строительстве применим редко.

2. Получение кислотоупорных и жароупорных бетонов, штукатурок, замазок. Улучшения их гидроизолирующих свойств. Если говорить о бетонах, то эффект достигается за счет добавления стекла в уже готовый раствор в строго определенном соотношении, указанном на упаковке производителя. Однако стоит учитывать, что после добавления стекла в бетон, он начнет быстро застывать. Сделать качественную смесь стекла и бетона на бытовом уровне чрезвычайно сложно, для замешивания желательно использовать растворобетонную установку. Свежеприготовленный раствор сразу же заливается по месту назначения. Без профессиональных навыков по укладке таких смесей, результат будет плачевный. Гораздо легче обстоит дело с замазкой. Так как замазка применяется небольшими порциями, ее вполне можно приготовить самостоятельно, тщательно смешивая компоненты. Водостойкую штукатурку готовят так: берут цемент, песок в соотношении 1:2, а также 10%-ый водный раствор жидкого стекла в качестве растворителя.

3. Приготовление антипиренов и огнеупорных красок. Силикатные краски обладают термо- и кислото-стойкостью. В рецептуре используется суспензии пигментов и стекло с силикатным модулем = 4. Наносят такие краски по бетону, штукатурке, кирпичу или камню. Срок службы достигает 10 лет.

гидроизоляция бассейна жидким стеклом гидроизоляция фундамента

4. Гидроизоляция жидким стеклом фундамента. Так как жидкое стекло растворяется в воде, то обмазочная гидроизоляция Порядок таков: обмазка поверхности раствором (силикатным) в два слоя, затем наложение рулона рубероида. Раствор при этом проникает не только прямо в бетон, но и в рулонный материал, тем самым обеспечивая отличное сцепление этих элементов. Для гидроизоляции стыков блочных фундаментов используют проникающую цементно-силикатную изоляцию. Цемент разводят водой с добавлением жидкого стекла. Готовится смесь, исходя из таких пропорций: для получения густой смеси 1 литр стекла нужно разводить на 10 литров цементного раствора, чтобы получить более густую смесь – вполне достаточно 1-го литра стекла на 8 литров раствора. При этом нужно знать, что нельзя повторно перемешивать приготовленную смесь и уже схватившийся слой раствора, поскольку это приведет к разрушению защитного барьера, в результате чего слой гидроизоляции нужно будет наносить заново. Ключевые нормы СНиП гидроизоляция фундамента тут.

5. Гидроизоляция колодцев на основе бетонных колец, подвалов, бассейнов и т.д. Гидроизоляция с жидким стеклом делается в два этапа. На первом этапе на очищенную поверхность наносят жидкое стекло. Особое внимание необходимо уделить стыкам. 2-ой слой представляет собой смесь цемента, песка и стекла в равных долях. Наносится через 30 мин после нанесения первого слоя.

6. Довольно часто применяется жидкое стекло в роли отличного антисептического средства. Обработанная им поверхность не подвергается воздействию грибка и плесени.

7. В качестве клеевого состава. Материал имеет отличную адгезию, которая способна отлично склеивать любые поверхности (фарфор, картон и др.). Подходит и для склеивания стекла в аквариумах.

8. Грунтовка поверхности стяжки. Чтобы загрунтовать поверхность стяжки, соблюдайте следующую пропорцию: на 12 кг цемента разводится 12 кг стекла. Цемент сначала смешайте с водой, при этом воды — не более 25% от количества самого стекла, а только потом смесь постепенно нужно домешивать в стекло, постоянно помешивая.

пропитка стяжки пола упаковка материала

Способы нанесения материала

При производстве работ с ЖС необходимо использовать средства физической защиты работника, для чего используют защитные костюмы и защитные маски. Попадание раствора в глаза может нанести существенный вред здоровью.

Наносить жидкое стекло своими руками рекомендуется валиком или кисточками. Окончательное вставание раствора наступает примерно в течение получаса, далее наносится следующий слой.

Ремонтные растворы с содержанием цемента наносят шпателем, но при выполнении работ нельзя забывать о моментальном схватывании смеси (обычно в пределах получаса), поэтому надо точно рассчитывать объем разового замеса.

Гидроизоляция жидким стеклом

Гидроизоляционные смеси с применением ЖС позволяют провести обработку любых сооружений их бетона и древесины, установленных районах с влажностью, превышающей норму.

Фундамента

Чтобы защитить фундамент от разрушения во влажной среде, необходимо нанести жидкое стекло для бетона. Инструкция по применению указывает, что для максимальной защиты эту операцию следует провести дважды. После нанесения слой должен полностью высохнуть, затем наносят следующий. После пропитки бетонного основания стеклом, изоляцию усиливают прочими техническими материалами.

Для устранения трещин и маскировки стыковочных швов приготавливают ремонтный состав в соотношении: цемент – 1 кг, вода 750 мл, ЖС – 50 грамм. Для обеспечения лучшей защиты бетонного основания рекомендуется использовать ЖС в виде присадки в объеме 5% от общей массы смеси.

Бассейна

Чтобы устранить протечки ванны сооружения, необходимо обработать поверхность ЖС для бетона. Раствором равномерно обрабатывают стены и пол конструкции. После высыхания одного слоя, наносят следующий. Для надежной защиты сооружения рекомендуется выполнить пропитку трижды.

От воздействия грунтовых вод

Ограничить поступление грунтовых вод может специальный бетон, в состав которого входит ЖС.

Подвала

Это ответственное сооружение в доме и ограждение его от протечек является главным условием для сохранения благоприятного климата в квартире и во внутренних помещениях. Обычно хозяева сталкиваются с проблемой трещин и плохой гидроизоляции стыков. Чтобы избавиться от проблемы потребуется:

1. Очистить трещины и швы от посторонних предметов и запыления;
2. Подготовить ремонтную смесь в соотношении: цемента – 20 ч., жидкого стекла – 1 ч. Следует добиваться максимальной пластичности смеси, для чего ее консистенцию контролируют объемом воды;
3. Трещины заделывают ремонтным составом;
4. Выравнивают место ремонта, заштукатурив его этой же смесью;
5. Место ремонта промазывают водой, используя кисть;
6. Через 24 часа наносят слой ЖС.

При выполнении гидроизоляционных работ необходимо помнить о химических реакциях, происходящих со смесями в которых присутствует ЖС. Ввиду быстрого затвердевания раствора, в целях экономии материала, рекомендуется готовить небольшие объемы для работ.